[发明专利]一种自适应估计景象匹配与惯导安装误差的方法

摘要

本发明属于视觉导航技术领域，具体涉及一种自适应估计景象匹配与惯导安装误差的方法；分析相机与惯导的安装误差对景象匹配定位精度造成的影响，本发明基于景象匹配的基本原理，并进行误差建模；将惯导系统输出的位置信息、景象匹配输出的位置信息之差作为卡尔曼滤波器的输入量，卡尔曼滤波器对安装误差进行估计，输出安装误差的估计量。在景象匹配的运算过程中利用安装误差进行位置校正，实现高精度的景象匹配定位。本发明无需事先进行人工标定，利用卡尔曼滤波器自适应估计景象匹配与惯导的安装误差，即可实现高精度的景象匹配定位；本发明尤其适用于解决高空应用环境下的景象匹配高精度应用需求。

主权项

一种自适应估计景象匹配与惯导安装误差的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、景象匹配定位，景象匹配定位采用归一化积相关算法；相关性运算的计算公式为：CC(u,v)=Σx,y[T(x,y)-T‾u,v][I(x+u,y+v)-I‾u,v]Σx,y[T(x,y)-T‾u,v]2Σx,y[I(x+u,y+v)-I‾u,v]2---(1)]]>式中：CC(u,v)为模板图像与基准图像的相关度；(x,y)为模板图像中的坐标点；(u,v)为基准图像中的坐标点；T(x,y)为模板图像在点(x,y)处的灰度值，范围为0到255；为模板图像在基准图像(u,v)处的均值；I(x+u,y+v)为基准图像点(u,v)处，与模板图像相对应位置处的灰度值；为基准图像(u,v)处与模板图像相同区域的均值；步骤二、误差建模，获取图像时刻惯导输出的滚转、航向和俯仰角信息为依据，对景象匹配输出位置进行修正，修正公式如下所示：式中：Lnew、λnew表示经过姿态校正后的景象匹配输出位置信息，单位为弧度；Lold、λold表示原始的景象匹配输出位置信息，单位为弧度；表示由航向角组成的变换矩阵；KL、Kλ表示与景象匹配输出的纬度、经度姿态补偿系数；γ、θ表示惯导输出的滚转角、俯仰角，单位为弧度；步骤三、卡尔曼滤波器估计；将惯导系统输出的位置信息、景象匹配输出的位置信息之差作为卡尔曼滤波器的输入量，卡尔曼滤波器对安装误差进行估计，输出安装误差的估计量；在景象匹配的运算过程中利用输出安装误差的估计量进行位置校正，实现高精度的景象匹配定位。